生物体信息检测装置的制造方法_2

文档序号:9495947阅读:来源:国知局
体动导致的噪音。即,由于血液是流体,血管具有弹性,因体动而产生的血液流动会使血液量发生变化,有时会导致测出假脉动。
[0058]作为降低这种体动噪音的方法,有尽可能地维持光电传感器的检测信号中与脉搏信号所对应的成分,并降低与体动噪音所对应的成分(狭义地说是除去)的方法。在这种体动噪音的降低处理中,需要知道与体动噪音所对应的信号成分是怎样的成分。
[0059]在本实施方式中,利用光电传感器的检测信号中会包含体动噪音这一点,干脆在第二受光部设定为使脉搏信号的灵敏度低,使体动噪音的灵敏度高,由此可取得主要包含体动噪音的检测信号。如果在第二受光部可检测与体动噪音所对应的信号,就可以通过从第一受光部的检测信号中除去(降低)与第二受光部的检测信号所对应的成分,从而降低体动噪音。
[0060]在降低这种噪音时,在日常生活的活动时间段(觉醒状态),为了有效地除去体动噪音,需要使第一受光部和第二受光部经常运行。然而,通过使用于除去体动噪音的第二受光部运行,与只通过以脉搏为主进行检测的第一受光部取得脉搏的情况相比,动作持续时间(即耗电)将会变短。
[0061]图1的(A)、⑶示出了可以解决这种问题的本实施方式的生物体信息检测装置(生物体信息测定装置)的外观图。
[0062]如图1的(A)所示,生物体信息检测装置具有带部10、外壳部30和传感器部40。外壳部30安装在带部10上。传感器部40设置在外壳部30上。另外,如后述的图2所示,生物体信息检测装置具有处理部200。处理部200设置在外壳部30上,根据来自传感器部40的检测信号检测脉搏(生物体信息)。
[0063]带部10用于缠绕在用户手腕而安装生物体信息检测装置。带部上设置有未图示的带孔和带扣部。根据带扣部的突起部插入哪一个带孔,可以调整传感器部40的推压(对手腕表面推压的压力)的大小。
[0064]外壳部30相当于生物体信息检测装置的主体部(箱体)。外壳部30的内部设置有传感器部40、处理部200等生物体信息检测装置的各种构成部件。
[0065]如图1的⑶所示,外壳部30中设置有由透光构件形成的发光窗部32。来自设置于外壳部30内的发光部(LED,不同于传感器部40的发光部150的报知用的发光部)的光经由发光窗部32射出到外壳部30的外部。
[0066]传感器部40用于检测用户的脉搏。例如后述图14的㈧所示,传感器40具有第一受光部141、第二受光部142、发光部150。另外,传感器部40由透光构件50形成,具有与被检体的皮肤表面接触并施加推压的凸部52。在如此凸部52对皮肤表面施加推压的状态下,发光部150射出光,由第一受光部141和第二受光部142分别接收这个光通过被检体(血管)反射后的光,该受光结果被作为第一检测信号、第二检测信号输出至处理部200。然后,处理部200根据来自传感器部40的第二检测信号进行第一检测信号的噪音降低处理,并根据噪音降低处理后的第一检测信号检测脉搏。
[0067]通过图1的(B),对生物体信息检测装置400的安装以及与终端装置420的通信进行说明。
[0068]如图1的(B)所示,用户在手腕410上像戴手表一样地安装生物体信息检测装置400。如上所述,传感器部40的凸部52与手腕410的皮肤表面接触并施加推压,并在该状态下检测脉搏。
[0069]生物体信息检测装置400与终端装置420进行通信连接,从而可以进行数据的交换。终端装置420是例如智能手机、便携式电话、非智能手机等便携式通信终端,或平板型电脑等信息处理终端。作为通信连接,可以采用例如蓝牙(Bluetooth(注册商标))等近距离无线通信。将基于传感器部40的检测信号求出的各种信息(例如脉搏数、消耗卡路里等)显示在终端装置420的显示部430 (IXD等)上。此外,可以在生物体信息检测装置400上执行脉搏数、消耗卡路里等信息的运算处理,也可以在终端装置420上执行其至少一部分的运算处理。
[0070]生物体信息检测装置400上设置有发光窗部32,通过报知用的发光部的发光(亮灯、熄灯)将各种信息通知给用户。例如,在进入脂肪燃烧区或从脂肪燃烧区出来时,将这个信息经由发光窗部32并通过发光部的发光进行报知。或者,在终端装置420接收电子邮件等信息后,由终端装置420将其通知给生物体信息检测装置400,生物体信息检测装置400的发光部会发光,从而将电子邮件等的接收通知给用户。
[0071]如此,在图1的(B)中,生物体信息检测装置400中没有设置显示部,文字、数字等需要报知的信息显示在终端装置420的显示部430上。此外,本实施方式不仅限于此,也可以在生物体信息检测装置400上设置显示部。
[0072]图2示出生物体信息检测装置的功能框图。生物体信息检测装置包括传感器部40、动作传感器部170、处理部200、温度传感器部240、报知部260、输入部270 (操作部)、存储部280、通信部290。
[0073]传感器部40用于检测脉搏,包括第一受光部141、第二受光部142、发光部150。此夕卜,图2示出发光部150共有多个受光部的例子,但发光部不仅限于一个,也可以设置二个以上。
[0074]脉搏传感器(光电传感器)可以通过第一受光部141、第二受光部142、发光部150实现。即,第一脉搏传感器通过第一受光部141和发光部150实现,第二脉搏传感器通过第二受光部142和发光部150实现。传感器部40将通过多个脉搏传感器检测的信号作为检测信号(脉搏检测信号)输出。
[0075]动作传感器部170根据各种动作传感器的感应器信息,输出基于体动而变化的信息即体动检测信号。动作传感器部170包括例如加速度传感器172,作为动作传感器,。此夕卜,动作传感器170中也可以具有压力传感器、陀螺仪传感器等,作为动作传感器。
[0076]温度传感器240根据各种温度传感器的传感器信息,输出基于体温而变化的温度检测信号。温度传感器部240包括例如热敏电阻242,作为温度传感器。此外,也可以具有热电偶作为温度传感器。
[0077]处理部200是例如将存储部280作为工作区,进行各种信号处理、控制处理,可以例如通过CPU等处理器或ASIC等逻辑电路实现。处理部200包括脉搏测定部210、频率解析部212、睡眠状态判断部216、入眠和觉醒判断部218、控制部250。
[0078]脉搏测定部210对来自传感器部40的脉搏检测信号、来自动作传感器部170的体动检测信号等进行信号处理,从该处理后的信号运算出搏动信息。搏动信息是例如脉搏数等信息。具体而言,脉搏测定部210根据来自第二受光部142的体动检测信号及来自传感器部170的体动检测信号,进行降低起因于体动的噪音即体动噪音的体动噪音降低处理。然后,对该处理后的信号进行FFT等频率解析处理,求出频谱,进行将求出的频谱中代表性的频率作为心跳频率的处理。将求出的频率扩大60倍所得的值作为一般所使用的脉搏数(心跳数)。
[0079]此外,搏动信息不仅限于脉搏数本身,也可以是例如表示脉搏数的其他各种信息(例如心跳的频率、周期等)。另外,也可以是表示博动的状态的信息,例如也可以将表示血液量本身的值作为博动信息。
[0080]频率解析部212对博动信息进行FFT等频率解析处理,求出脉搏的频谱。脉搏的频谱中不仅包含心跳的频率,还包含对应于心跳频率变化(不稳定)的频率,使用该频率来判断睡眠状态。
[0081]睡眠状态判断部216根据脉搏的频谱判断睡眠状态(例如快速眼动睡眠、非快速眼动睡眠等)。具体而言,在脉搏的频谱中,0.04?0.15Hz的成分(以下,称LF成分)是表示自律神经的交感神经及副交感神经的活动的指标,0.15?0.4Hz的成分(以下,称HF成分)是表示副交感神经的活动的指标。由于该LF成分和HF成分会随睡眠状态而改变,因此,通过检测该变化,判断睡眠状态。这个睡眠状态的判断是在自通过下述的入眠和觉醒判断部218判断为入眠到判断为觉醒的期间进行。
[0082]入眠和觉醒判断部218进行从觉醒状态向睡眠状态转移的入眠和从睡眠状态向觉醒状态转移的觉醒的判断。判断方法可以考虑各种变形例,例如,可以通过由用户就寝时按压按钮(输入部270)来告知,或者也可以根据由动作传感器170检测出的体动的大小来判断。或者,也可以根据温度传感器240检测出的体温的变化来判断。
[0083]控制部250进行生物体信息检测装置的各部分的控制。具体而言,在测定脉搏时,对发光部150的发光强度及定时、光电传感器的检测动作、动作传感器170的检测动作等进行控制。此时,根据睡眠状态及入眠、觉醒的判断结果,对检测动作的执行、停止、间歇操作进行控制。例如,当判断为非快速眼动睡眠时,使主要检测体动噪音的第二受光部142的检测动作停止。
[0084]报知部260(报知设备)进行例如电源接通时的启动的报知、首次脉搏检测成功的报知、脉搏无法检测的状态持续一定时间时的警告、脂肪燃烧区移动时的报知、电池电压降低时的警告、起床报警的通知、或者来自智能手机等终端装置的电子邮件、电话等的通知等。报知部260是例如报知用的发光部(LED)。或者,也可以是LCD等显示部、蜂鸣器、振动马达(振动器)等振动发生部等。
[0085]输入部270接收来自用户的操作输入。例如,输入部270由按钮等构成。作为操作输入,可以设想是例如入眠(就寝)和觉醒(起床)的自我申报、电源的接通和断开、动作模式的切换、显示信息的转换、脉搏测定的开始和停止等。
[0086]如图1的(B)所说明的那样,通信部290进行与外部的终端装置420的通信处理(接收处理、发送处理)。该通信部290的功能通过通信用的处理器或ASIC等逻辑电路实现。
[0087]根据以上的实施方式,生物体信息检测装置包括:接收来自被检体的光的第一受光部141、接收来自被检体的光的第二受光部142、对被检体射出光的至少一个发光部150、处理部200。处理部200根据第一受光部141所检测出的第一检测信号和第二受光部142所检测出的第二检测信号进行被检体的活动状态的判断,并根据活动状态对发光部150及第一受光部141所进行的第一检测动作和发光部150及第二受光部142所进行的检测动作进行控制。这里,如图14的(A)等后面的说明,当将发光部150和第一受光部141的距离设为L1,将发光部150和第二受光部142的距离设为L2时,LI < L2。
[0088]如图14等后面的说明,通过使得发光部150与第一受光部141的距离L1小于发光部150与第二受光部142的距离L2 (LI < L2),第一受光部141和第二受光部142之间对脉搏及体动的灵敏度不同。由此,通过第一受光部141可以主要取得脉搏的检测信号,通过第二受光部142可以主要取得体动的检测信号,通过该体动的检测信号可以降低脉搏的检测信号中的体动噪音。
[0089]这时,根据活动状态来控制检测动作,从而能够使用两个受光部有效地降低体动噪音,同时按照活动状态适当地对检测动作的接通和断开(或间歇动作)进行转换。由此,能够在使用两个受光部的同时实现低耗电化。
[0090]例如,在图5的后述例子中,活动状态是将睡眠状态细分后的快速眼动睡眠和非快速眼动睡眠。而且,主要检测脉搏的第一检测动作与睡眠状态无关地进行,主要检测体动的第二检测动作是在快速眼动睡眠下进行,在非快速眼动睡眠下停止。这是因为,可认为是由于非快速眼动睡眠是深层的睡眠状态,因而体动较小,且可可认为即使不降低脉搏检测信号中的体动噪音,也能够以足够的精度检测脉搏。通过这种方式,能够在非快速眼动睡眠中节省第二检测动作(以及,当时的发光部150的发光)的耗电。
[0091]此外,活动状态是与被检体(用户)的活动水平相关的状态,例如,是觉醒状态和睡眠状态。在本实施方式中,以将觉醒状态作为一种状态并将睡眠状态作为基于睡眠阶段的多种状态为例进行说明,但不仅限于此。例如,也可以将觉醒状态根据体动的多少分成多种状态,并根据该状态控制光电传感器的检测动作。例如,可以根据通过第二受光部142得到的体动检测信号,检测体动比较小或少的第一状态(例如事务性工作等)和体动比较大或多的第二状态(例如运动时等),在第一状态下,将检测动作设定为低耗电的动作(例如使体动用传感器的检测动作停止)。
[0092]睡眠状态是与从入眠至觉醒为止期间睡眠的深度水平对应的状态,例如是
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